西北干旱灌区不同地膜覆盖利用方式对玉米水分利用的影响

【目的】资源型缺水严重制约干旱灌区的农业生产,传统玉米生产模式地膜投入量大。在极端高温和生态环境污染的挑战日益加剧的情境下,探讨通过免耕地膜重复利用维持较高水分利用的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2018年,在甘肃河西绿洲灌区,设置免耕地膜重复利用（免耕覆膜,NM）、秋免耕春覆膜（少耕覆膜,RM）与传统耕作每年覆盖新膜（传统覆膜,对照,CM）3种地膜覆盖利用方式,研究其对玉米田土壤水分利用的影响,以期为优化试区玉米高产高效栽培管理技术提供理论依据。【结果】NM与RM处理较CM处理提高玉米播种时0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为7.8%与5.1%,这为玉米播种创造良好的土壤水分环境。玉米播种—拔节期及吐丝—灌浆初期,NM处理较CM处理提高0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为5.0%与4.7%,弥补了灌浆期玉米植株旺盛生长对土壤水分的大量需求。与CM处理相比,NM处理增加了玉米播种—大喇叭口期的耗水量,降低了玉米吐丝—灌浆初期的耗水量,增大了玉米灌浆初期—收获期的耗水量,有效协调玉米各生育阶段的水分需求关系。虽然NM处理较RM与CM处理提高了玉米吐丝期之前的棵间蒸发量,分别为11.7%与26.0%,提高棵间蒸发量占耗水量的比例（E/ET）,分别为13.4%与19.9%,但是NM处理较RM与CM处理降低了玉米吐丝期之后的棵间蒸发量,分别为9.2%与19.4%,降低E/ET,分别为9.7%与20.7%,说明NM处理有利于增强玉米吐丝期之后土壤水分的有效利用。因而,在地膜减投与免耕措施下,NM处理获得与RM及CM处理相当的籽粒产量与水分利用效率。【结论】在西北干旱灌区,应用免耕地膜重复利用并没有导致玉米产量和水分利用效率的降低,具有稳定产量及水分利用效率的作用,是玉米生产中地膜减投的可行措施。     

农村劳动价格、收入结构变化与柑橘种植布局变迁

在农村劳动力持续转移背景下,探讨农村劳动价格、农户收入结构变化对柑橘种植布局变迁的影响,对于促进柑橘产业发展和保障农民增收具有重要意义。在理论推导基础上,利用柑橘主产省的面板数据建立固定效应模型,从全局和分区两个视角实证研究农村劳动价格、农户收入结构对我国柑橘种植布局的影响。结果表明:农业用工价格和非农就业工资的提高对柑橘种植产生负向影响,我国柑橘种植布局正由农村劳动价格较高的浙-闽-粤地区向农村劳动价格较低、以农业经营为主要收入来源的赣南-湘南-桂北扩张;工资性收入提高对柑橘种植产生的收入效应和生产总成本上涨产生的抑制效应,共同作用致使长江中游和鄂西柑橘带种植面积缓慢增长,形成我国柑橘种植“西移内扩”趋势。故而以调控农村劳动力转移、农户收入结构为切入点,是优化柑橘种植布局的重要思路。     

多杀性巴氏杆菌与禽白血病病毒亚群混合感染诊断及相关基因分析

【目的】明确引起贵州某规模化（20万羽）养殖场三黄鸡群发病的病因及科学用药,最大限度减轻经济损失,同时为规模化养殖场防控禽白血病和净化鸡群提供参考依据。【方法】无菌采集送检病鸡的心脏、肝脏和脾脏等组织进行细菌分离培养、生化试验、荚膜分型、毒力基因和耐药基因等分子生物学检测,同时对采集病料进行禽白血病病毒（ALV） PCR检测及gp85基因克隆测序分析。【结果】成功分离获得1株多杀性巴氏杆菌（Pasteurella multocida,Pm）,命名为Pm-GZXF2021; Pm-GZXF2021为荚膜A型Pm,具有黏附素（ptfA、hsf-1、hsf-2、pfhA、fimA和tadD）、超氧化物歧化酶（sodA）、外膜蛋白（ompA、ompH、plpB和oma87）和铁摄取（exbB、exbD、tonB、Fur、hgbB和hgbA）相关的毒力基因,同时携带有喹诺酮类的gyrB耐药基因和内酰胺类的tem耐药基因;药敏试验结果表明,Pm-GZXF2021对米诺环素、丁胺卡那、哌拉西林、庆大霉素、多西环素、氧氟沙星、新霉素、头孢拉定、麦迪霉素及头孢哌酮等药物敏感,而对头孢他啶、苯唑西林、羧苄西林及头孢曲松等药物已产生耐药性;健康昆明小鼠在接种Pm-GZXF2021纯培养菌液（1.7×108 CFU/mL）后12 h内全部死亡,剖检可见昆明小鼠小肠均出现胶冻样浸润,肝脏肿大且伴有白色坏死灶。从病鸡的组织样品检测出ALV,命名为ALV-GZXF2021;由基于gp85基因核苷酸序列相似性构建的ALV系统发育进化树可知,ALV-GZXF2021与5株ALV-K参考毒株处于同一分支,与A、B、D、E、J亚群处于不同分支,即ALV-GZXF2021属于K亚群。【结论】贵州某规模化养殖场三黄鸡群发病是由Pm与K亚群外源性ALV混合感染所致。因此,养殖场应采取相应的防控措施,一般包括加强饲养管理,做好生物安全措施及疫苗接种等,尤其是建立无禽白血病的种鸡群。     

高繁殖力和低繁殖力长白公猪的精子DFI差异分析

【目的】探究高繁殖力和低繁殖力长白公猪的精液品质及精子DNA损伤差异,为筛选出高繁殖力种公猪提供参考依据,进而优化猪场人工授精工作及提高种猪场的经济效益。【方法】选取12头法系长白公猪,通过分析繁育数据将其分组为高繁殖力和低繁殖力公猪,各6头;利用计算机辅助精子分析系统(CASA)对公猪精液品质参数进行检测分析,然后通过流式细胞仪检测精子DNA碎片指数(DFI)和活性氧(ROS)水平。【结果】高繁殖力公猪的平均窝产仔数和活产仔数均极显著高于低繁殖力公猪(P<0.01,下同),但二者的畸胎数和死胎数差异不显著(P>0.05,下同)。高繁殖力公猪精子的前进运动率显著高于低繁殖力公猪精子(P<0.05,下同),而精子畸形率极显著低于低繁殖力公猪,但二者在近端原生质滴率、远端原生质滴率及折尾率等方面的差异均不显著;除了高繁殖力公猪精子的曲线速率(VCL)显著高于低繁殖力公猪外,其他的运动参数均无显著差异;高繁殖力公猪的精子DFI和ROS水平均极显著低于低繁殖力公猪。长白公猪产仔数与各项精液质量参数的相关分析发现,公猪产仔数与精子DFI呈高度负相关(r=-0.85)、与精子畸形率(r=-0.70)和精子ROS水平(r=-0.78)呈中度负相关;公猪精子畸形率与精子DFI(r=0.63)和ROS水平(r=0.62)呈中度正相关;精子DFI和ROS水平呈高度正相关(r=0.93)。【结论】精子DNA碎片化与公猪繁殖力密切相关,即精子DFI可为评估公猪精液品质及繁殖力提供重要参考依据。因此,在筛选种公猪时精子DFI检测可作为公猪精子质量评估的补充手段,以协同人工授精技术提高受精率及猪场经济效益,进而推动养猪业的高质量发展。     

碳氮比对芒果树剪枝堆肥的影响

【目的】探讨初始物料不同碳氮比（C/N）芒果树修剪枝在堆肥过程中腐殖化程度的影响,为芒果园清洁生产及废弃物资源化利用提供参考依据。【方法】于四川攀枝花仁和区芒果产业园基地,以修剪下来的含高C/N和难生物降解木质纤维素的芒果树枝树叶为原料,设T20（C/N=20）、T25（C/N=25）和T30（C/N=为30）处理,以C/N=63.63为对照（CK）,测定堆肥理化性质的动态变化。【结果】各处理堆肥理化性质的各项指标并未随着物料C/N的增加而呈线性变化。堆肥的pH和电导率（EC）均在堆肥腐熟标准的正常范围内,CK的pH整体低于其他3个处理,T25处理的EC整体低于其余3个处理。纤维素降解率分别为7.54%、32.21%、12.87%和8.75%。胡敏酸含量整体呈降低趋势,富里酸含量整体变化规律为降低、升高再降低。T20和T25处理的高温期持续时间（5和8 d）和种子发芽指数指标（GI）（0.89和0.93）均达堆肥腐熟要求。从终点C/N与初始C/N的比值（T值）和腐殖化指数2个指标来看,仅T25处理达腐熟要求,T30处理和CK的高温期持续时间均为4 d,T值为0.84和0.73,均不满足T≤0.60的腐熟标准。GI为0.75和0.76,未达到GI>0.85的腐熟要求;腐殖化指数分别为0.85和1.25,T30处理并不满足腐殖化指数不低于1.00的腐熟标准。【结论】当初始物料C/N=25时,对有机质和纤维素降解、堆体高温累积、种子GI增加有促进作用,可缩短堆肥周期,堆肥综合效果最佳。     

Sexual compatibility of transgenic soybean and different wild soybean populations

The introduction of genetically modified (GM) soybean into farming systems raises great concern that transgenes from GM soybean may flow to endemic wild soybean via pollen. This may increase the weediness of transgenic soybean by increasing the fitness of hybrids under certain conditions and threaten the genetic diversity of wild soybean populations. Although pollen-mediated gene flow between GM crops and wild relatives is dependent on many factors, the sexual compatibility (SC) determined by their genetic backgrounds is the conclusive factor. The considerable genetic variation among wild soybean populations may cause compatibility differences between different wild and cultivated soybeans. Thus, an evaluation of the SC between transgenic soybean and different wild soybeans is essential for assessing the environmental consequences of cultivated soybean–wild soybean transgene flow. The podding and seed sets were assessed after artificial hybridization using transgenic glyphosate-resistant soybean as the paternal parent and 18 wild soybean populations as the maternal parents. Then, the average number of filled seeds produced in 200 flowers (AFS) was calculated for each wild soybean under natural self-pollination as well as under artificial crossing with transgenic soybean. Finally, the index of cross-SC was calculated (ICSC) as the ratio of the AFS of wild soybean artificially crossed with transgenic soybean and the AFS of naturally self-pollinated wild soybean. The results demonstrated that after self-pollination and crossing with transgenic soybean, the average podding rates of 18 wild soybean populations ranged within 96.50–99.50% and 4.92–18.03%, and the average filled seed numbers per pod varied from 1.70 to 2.69 and 0.20 to 0.48, respectively. The results showed that approximately 89% of wild soybeans displayed either medium or higher than medium SC with transgenic soybean (ICSC>1.0%). This implied the high possibility of gene flow via pollen from transgenic soybean to wild soybean.     

From statistics to grids: A two-level model to simulate crop pattern dynamics

Crop planting patterns are an important component of agricultural land systems. These patterns have been significantly changed due to the combined impacts of climatic changes and socioeconomic developments. However, the extent of these changes and their possible impacts on the environment, terrestrial landscapes and rural livelihoods are largely unknown due to the lack of spatially explicit datasets including crop planting patterns. To fill this gap, this study proposes a new method for spatializing statistical data to generate multitemporal crop planting pattern datasets. This method features a two-level model that combines a land-use simulation and a crop pattern simulation. The output of the first level is the spatial distribution of the cropland, which is then used as the input for the second level, which allocates crop censuses to individual gridded cells according to certain rules. The method was tested using data from 2000 to 2019 from Heilongjiang Province, China, and was validated using remote sensing images. The results show that this method has high accuracy for crop area spatialization. Spatial crop pattern datasets over a given time period can be important supplementary information for remote sensing and thus support a wide range of application in agricultural land systems.     

中华绒螯蟹养殖群体与野生群体的种群遗传学研究

研究旨在探究安徽中华绒螯蟹种质资源状况以及资源混杂程度,以期为中华绒螯蟹资源的科学保护、合理利用以及相关产业政策的制定提供理论依据。采集了中华绒螯蟹4个养殖群体和长江野生群体共170尾样本,基于线粒体分子标记,进行种群遗传学分析。结果表明,长江野生中华绒螯蟹遗传多样性低,盲目捕捞可能造成野生资源衰退。野生群体与养殖群体间未出现显著遗传分化,存在严重的种质混杂。研究探明了长江中华绒螯蟹的资源现状,为其科学的保护提供理论依据。     

基于深度学习的高分辨率麦穗图像检测方法

小麦是重要的粮食作物之一,针对人工田间麦穗计数及产量预测效率低的问题,基于深度学习提出了一种高分辨率的小密集麦穗实时检测方法。对麦穗图像数据集进行图像分割、标注、增强预处理,基于Tensorflow搭建YOLOv4网络模型,调整改进后对其进行迁移学习;与YOLOv3、YOLOv4-tiny、Faster R-CNN训练模型进行对比,对改进模型的实用性与局限性进行分析;重点分析影响麦穗检测模型性能的关键因素。通过图像分割的方式,证明了通过改变图像分辨率确定麦穗所占图像最优像素比,可以提高前景与背景差异,对小密集麦穗有显著效果。通过对改进模型的测试,表明该模型检测精度高,鲁棒性强。不同分辨率、不同品种、不同时期的麦穗图像均类平均精度（mAP）为93.7%,单张图片的检测速度为52帧·s^-1,满足了麦穗的高精度实时检测。该研究结果为田间麦穗计数以及产量预测提供技术支持。     

扰动扩散流动分析法测定土壤氮、磷技术研究

随着国家对农业面源氮、磷污染防治力度的加大,土壤氮、磷测定技术迫切需要改善。本研究在对常规的扩散对流（Dispersion convection）和强迫对流（Forced convection）流动分析方法基础上,提出了扰动扩散（Perturbation diffusion）流动分析方法,以实现土壤氮、磷全自动化快速测定与分析。扰动扩散流动分析方法是将样品和试剂定量化后集中在化学反应腔中进行反应,然后程序控制蠕动泵对化学反应腔中反应物进行反复扰动,待化学反应完全稳定后流入光电探测单元完成土壤氮、磷含量测定。采用取自湖北潜江的土壤样品对扰动扩散流动分析方法进行了系统验证,实验结果表明,本研究提出的方法与常规紫外可见分光光度法对氮、磷测定相比,基于硫酸钠和碳酸氢钠联合浸提的土壤铵态氮测量值相关系数为0.915 5,基于氯化钙浸提的土壤铵态氮、硝态氮和水溶性磷测量值相关系数分别为0.998 5、0.990 1和0.991 1。铵态氮、硝态氮和水溶性磷的检出限分别为0.055 4、0.020 3 mg·L^-1和0.008 4 mg·L^-1,相对标准偏差（RSD,n=7）分别为1.8%、4.8%和1.0%。